[发明专利]一种局域网随机服务系统的响应质量控制方法

说明书

本发明公开了一种局域网随机服务系统的响应质量控制方法，基于给定的损益系数c₁计算最佳缓存长度以兼顾发现服务的实时性和准确性；其中，c₂为等待损益，有1＞c₁＞0，c₂＞0且c₁+c₂＝1；其中，ρ为传输强度；其中int(.)为取整函数。该局域网随机服务系统的响应质量控制方法能兼顾实时性和可靠性，控制效果理想。

技术领域

本发明涉及一种局域网随机服务系统的响应质量控制方法。

背景技术

目前，智能家居协议标准众多，普遍使用的协议标准包括三星公司支持的OIC，苹果公司的HomeKit，高通公司主导的Allseen联盟以及UPnP协议。前三种协议的技术体系完善，但较复杂，需要较多的硬件资源。UPnP协议因具有体积小，与媒体和传输类型无关，消耗硬件资源少，扩展性强和适合做小规模服务等优势，已成为应用最为广泛的智能家居协议标准。但在服务发现过程中，控制端同时处理大量服务响应消息时，容易出现严重的消息拥塞或丢失问题。在早期的UPnP开发过程中，每个服务类型的发现响应对应一个XML消息，每增加一项服务响应只需添加一个XML消息，不必更新全部服务响应信息。随着支持UPnP协议的智能家居设备数量和种类日益增多，设备提供的服务类型更加丰富。网络中大量XML消息的集中返回情况也随之频繁出现，成为控制端消息“拥塞”甚至丢失的主要原因。智能家居网络设备通常包括控制端和设备端两部分。一般地，支持UPnP协议的设备端(简称“设备端”)在最大时延范围内独立选择延时来发送响应消息，当发送延时接近时，大量响应消息将在支持UPnP协议的控制端(简称“控制端”)缓存单元排队等待。控制端按照先到先服务的原则处理响应消息，且其消息处理时间的过程是无记忆的。这些特征表明该系统是典型的无记忆随机服务系统。当控制端的缓存队列长度不足，响应消息溢出，服务发现的可靠性降低；当缓存队列长度过长，响应消息排队延时延长，服务发现的实时性下降。

针对传统的UPnP服务发现算法无法处理消息“拥塞”问题，文献[Chen Enyi，ShiYuanchun，Xu Guang.Evaluation and improvement of UPnP service algorithm[J].Journal of Tsinghua University(Science and Technology)，2006，4：040.(陈恩义，史元春，徐光.UPnP服务发现算法性能分析与改进[J].清华大学学报(自然科学版)，2006，4：040.)]在设备端开辟一个数据结构保存整个UPnP网络的能力，通过调度设备端的发送延时以避免大量响应消息集中返回，该方法需要频繁更新数据结构才能保证UPnP网络能力的实时性和准确性。文献[Wang Z，Zhao J.Improved algorithm for UPnP discovery insmart space[C]//Software Engineering and Service Science(ICSESS)，2012 IEEE3rd International Conference on.IEEE，2012：519-522.]综合考虑了整个UPnP网络，设计一种自适应的最大查询时间算法，通过扩大最大延时时间实时发现设备/服务，但延缓了服务发现过程的时间。文献[Shi-Cai Y，Wu Y Z，Guo R N.A UPnP-based DecentralizedService Discovery Improved Algorithm[C]//Computational and InformationSciences(ICCIS)，2013 Fifth International Conference on.IEEE，2013：1413-1416.]在路由器节点处设置缓存区来存储服务响应消息，将控制端处的排队压力转移至路由节点，但是并未考虑不同的缓存队列长度对排队系统性能的影响。